Hoch effizientes Außenrundschleifen von Si3N4-Keramik durch Laserstrukturierung – Schleifversuche mittels gebundener Diamantschleifscheibe

von Bahman Azarhoushang, Ali Zahedi und Heike Kitzig-Frank, KSF - Kompetenzzentrum für Spanende Fertigung Hochschule Furtwangen 01. September 2021
Abb. 1: Schematische Darstellung des lasergestützten Rundschleifens. Laserstrukturieren (links), Schruppen (mitte), Schlichten (rechts)
Hochleistungskeramiken haben in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen große Aufmerksamkeit erlangt...

... insbesondere dort, wo eine Kombination aus überlegenen mechanischen, thermischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften erforderlich ist. Als eine bedeutende Klasse der Ingenieurkeramik eignet sich Siliziumnitrid aufgrund seiner hohen Festigkeit, Härte und Zähigkeit, seines großen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und seiner hervorragenden Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen für ein breites Spektrum anspruchsvoller technischer Anwendungen. Die konventionelle Bearbeitung von Siliziumnitridkeramik ist jedoch aufgrund der gleichen Kombination von mechanischen und physikalischen Eigenschaften eine technische Herausforderung.

In dieser Arbeit wird ein neuartiges Verfahren für das zeitunabhängige lasergestützte Schleifen harter und schwer zerspanbarer Werkstoffe vorgestellt. Die Untersuchung wurde beim Rundschleifen einer gasdruckgesinterten Siliziumnitridkeramik durchgeführt. Durch die Strukturierung konnte die erforderliche Schleifenergie deutlich reduziert werden.

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